Почему полёты к звездам противоречат здравому смыслу? Высокоразвитые цивилизации не полетят "заселять галактику"… — LegendaPress

Почему полёты к звездам противоречат здравому смыслу? Высокоразвитые цивилизации не полетят «заселять галактику»…

Невообразимые размеры известной нам Вселенной делают совершенно непрактичными даже теоретические путешествия между звёздами

Реальность такова, что максимальная скорость, которая возможна в соответствии с известными законами физики, имеет очень маленькую величину по сравнению с космическими расстояниями.

Диаметр наблюдаемой нами Вселенной оценивается примерно в 93 миллиарда световых лет.

Скорость света в вакууме — это фундаментальная постоянная, равная 299 792 458 м/с и являющаяся абсолютной величиной скорости перемещения во Вселенной.

Освоение ближайших к Земли звёздных систем в пределах 14 световых лет при скорости в 99% от световой будет происходить со скоростью, с которой мы сегодня осваиваем свою Солнечную систему.

На расстоянии в 14 световых лет от нас находятся 32 звёздные системы.

Потенциально расселиться по всей галактике разумные цивилизации смогут за несколько миллионов лет. Во всяком случае, так говорят симуляции, проводимые с целью изучения возможности колонизации галактики.

Согласно исследованиям Джонатана Кэрролла-Нелленбека, цивилизация способна заселить всю галактику в течение миллиарда лет при очень консервативных правилах:

  • Скорость перемещения кораблей — 30 км/сек.
  • Запуск нового корабля-колонизатора каждые 100 000 лет.
  • Максимальная дальность полёта корабля — 10 световых лет.
  • Максимальная длительность полёта – 300 000 лет.
  • Максимальное время жизни колонии, которая стала недосягаема для кораблей — 100 миллионов лет.

Симуляция даёт четкий ответ, что при таких условиях галактика относительно быстро заселяется:

Однако в этом случае колонии будут представлять из себя самостоятельное и независимое образование, а не единый кластер.

Даже на скоростях в 99% от скорости света перелёт будет длиться десятилетиями в один конец (для колонистов на планете), а объединение ресурсной базы звёздных систем для увеличения общей производительности может быть и вовсе невозможным.

Таким образом, ограничение на перемещение со скоростью света влечёт разрозненность в освоении космического пространства, где каждый будет сам за себя, а колонизированные звёздные системы фактически будут изолированы друг от друга, ожидая годами и десятилетиями корабли из других звёздных систем.

Общий вывод следующий: если не удастся найти способ перемещения в пространстве быстрее скорости света в 10-1000 раз, то будущее человечества предрешено: никуда мы не полетим, даже если захотим.

Если мы обратимся к научно-фантастической литературе и фильмам, то там освоение космического пространства ведётся на скоростях, превышающих скорость света. В последнее время начали появляться фантастические произведения, где космические корабли летят 100 и более лет до некоей земной колонии, пока экипаж находится в гибернации.

Х/ф «Пассажиры» 2016 года. Космический корабль с 5000 пассажирами в гибернации на скорости в 50% от световой летит на протяжении 120 лет к земной колонии.

Но в этом случае путешественники навсегда прощаются со своей прежней жизнью, родными, друзьями и социумом. Не каждый человек способен это психически перенести, и может навсегда остаться травмированным от подобного путешествия.

И это не самая главная проблема, которую сулит космическая экспансия на досветовых скоростях.

Наша цивилизация станет разрозненной, потеряет целостность, и со временем начнётся постоянная борьба за обладание ресурсами и делёжка космического пространства между независимыми мирами.

Избежать этой участи возможно только в случае изобретения методов сверхсветового перемещения.

1. Перемещение всё ещё ограничено скоростью света, но возможно стабильное существование червоточин, связывающие разные точки во вселенной.

В этом случае, добравшись до звёздной системы на досветовой скорости, можно будет построить устройства перехода на основе теории червоточин, связав тем самым обе звёздные системы, независимо от расстояния.

Червоточины, либо кротовые норы — самые проработанные с теоретической точки зрения способы сверхсветового перемещения. Однако те, что не противоречат теории относительности (например, мост Эйнштейна-Розена), являются непроходимыми, поэтому для перемещений они бесполезны. Те, что теоретически проходимы (червоточина Морриса-Торна), требуют экзотическую материю в виде космических струн с отрицательной массой. Где искать эту экзотическую материю и существует ли она в нашей Вселенной — никто не знает.

2. Разработка сверхсветовых приводов, позволяющих кораблю перемещаться быстрее скорости света.

Двигатель искривления (Варп-двигатель)

Сегодня оба теоретических подхода прорабатываются.

Большой вклад в развитие теории червоточин внесли советские и российские физики:

Сергей Сушков — выдвинул теорию самоподдерживающейся кротовой норы благодаря поляризации вакуума;

Сергей Красников — теоретически описал стабильные пустые кротовые норы, возникшие в ранней Вселенной;

Николай Семёнович Кардашёв — популяризировал идею, что в центре галактик находятся не массивные чёрные дыры, а стабильные устья кротовых нор.

Теоретическое описание сверхсветовых приводов было сделано в работах физика-теоретика Мигеля Алькубьерре — так называемый «Варп-двигатель».

Позже Алексей Бобрик и Джанни Мартир представили классификацию варп-двигателей, а Эрик Ленц представил новую математическую конфигурацию пузырей пространства-времени в виде солитонов, существование которых допускается без экзотической материи и прочих отрицательных энергий.

Однако все вышеперечисленные пути достижения сверхсветового перемещения требуют сосредоточение гигантского количества энергии в очень ограниченном объёме пространства, причём зачастую эта энергия экзотична и пока нами не встречалась.

Однако, даже если подобные методы сверхсветового передвижения возможны, встаёт другой вопрос: где взять столько энергии? Например, формирование варп-пузыря для корабля размером с современный авианосец по самым оптимистичным оценкам потребует энергии, равной эквиваленту массы Юпитера.

В 2022 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» прислал фотографии Юпитера в высоком качестве. Вот эту планету нужно аннигилировать в энергию для создания варп-пузыря размером меньше полукилометра…

Столько энергии выработает наше Солнце за 15 миллиардов лет. Это больше, чем время жизни нашего светила в период активного существования на главной последовательности эволюции звёзд.

Жизненный цикл нашего Солнца.

То есть и тут всё упирается в заведомо нереализуемые концепции.

Есть предположение, почему мы до сих пор не встретили или не получили послание от инопланетян — они остаются запертыми в пределах собственных звёздных систем.

  • Более того, даже на досветовых скоростях с потреблением энергии тоже не всё так радужно.

Например, чтобы разогнать 1 грамм вещества до скорости в 99% от световой, потребуется энергия в 130,8 килотонн. И это просто огромная величина, которая требует аннигиляции трёх граммов антиматерии и трёх граммов материи.

А теперь спроецируем это на корабль с массой в 100 тонн, и получим количество энергии в 130807,8 Мегатонн. То есть нам нужно аннигилировать 600 тонн вещества в чистую энергию, чтобы теоретически разогнать корабль массой в 100 тонн до 99% световой скорости (при условии, что КПД аннигиляции будет использовано нами на 100%).

Получается, и околосветовая скорость перемещения является не слишком перспективным методом путешествия с точки зрения энергопотребления. А если учесть, что корабль должен перевозить ещё и полезную нагрузку, то возможность такого полёта стремится к нулю…

Понизив предельную скорость, мы увеличим время путешествия, но существенно уменьшим потребность в энергии.

Достижение скорости в 86,6% от световой потребует на единицу массы уже равное количество материи, которое нужно аннигилировать.

Но при этом 50% энергии при аннигиляции высвобождается в виде нейтрино, уносящего энергию, практически не взаимодействуя с веществом. И это ещё один отрицательный фактор, который нужно учесть.

Этот фактор понижает скорость до 74,6% от световой.

Таким образом, кораблю массой в 100 тонн потребуется аннигилировать 110,85 тонны материи для достижения скорости в 74,6% от световой, и это при том, что скорость истечения реактивной тяги будет равна скорости света (в концепции фотонных двигателей).

Но всё же это огромное количество энергии, которая будет эквивалента энергии взрыва 41772 термоядерных царь-бомб.

Разгон до 25% от скорости света потребует аннигилирования 28,4 тонны материи, что уже хоть как-то можно посчитать правдоподобным методом получения энергии в дальних космических путешествиях.

Но это только один разгон до требуемой скорости… А торможение, и обратный путь?

Будущее не за горами…

Скорость 25% от световой будет приемлема в рамках Солнечной системы, однако до ближайшей звёздной системы Альфа-Центавра на такой скорости придётся лететь около 17 лет.

Что получается? Перелёты из одной звёздной системы в другую сопряжены не только с большими временными интервалами, но и с гигантскими энергозатратами, а энергия – это ключевой ресурс для любой цивилизации.

При достижении большого прогресса в сфере получения энергии и манипулирования ею человечеством (да и любой другой разумной цивилизации) уже не будет выгодно летать даже за пределы собственной звёздной системы.

При условии того, что перемещаться быстрее скорости света невозможно, энергозатраты на дальние перелёты уже не будут окупаться.

Допустим, будет освоена технология извлечение энергии посредством Излучения Хокинга, и тем самым станет возможно конвертировать материю в энергию со 100%-ной эффективностью, параллельно освоив технологию реплицирования материи из энергии.

Комментарии к статье (0)

Добавить комментарий

Top.Mail.Ru